(57)【要約】      （修正有）【課題】農業系バイオマスを主原料とした使い勝手のよい固形燃料及び該固形燃料を備えるコンロセットを提供する。【解決手段】コンロセット１は、農業系バイオマスを主原料とし加熱圧縮成形された固形燃料であって、主原料が籾殻と燻炭及び／又は米糠であり、筒状又は棒状に成形された固形燃料１１と、着火剤２１と、固形燃料１１及び着火剤２１を収納する金属製の容器３１と、を有し、容器３１がコンロとして使用可能である。容器３１に通風口を開けるための工具４１を備え、容器３１の外壁面に通風口となる位置３４が示されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
農業系バイオマスを主原料とし加熱圧縮成形された固形燃料であって、
主原料が籾殻と燻炭及び／又は米糠であり、筒状又は棒状に成形された固形燃料。
【請求項２】
３点曲げ試験における曲げ強度が３０〜１２０Ｎである請求項１に記載の固形燃料。
【請求項３】
前記籾殻、前記燻炭及び／又は前記米糠の重量比が、前記籾殻１００重量部に対して、前記燻炭６〜１０重量部、前記米糠５〜１２重量部である請求項１又は請求項２に記載の固形燃料。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の固形燃料と、
着火剤と、
前記固形燃料及び前記着火剤を収納する金属製の容器と、
を有し、
前記容器がコンロとして使用可能なコンロセット。
【請求項５】
さらに前記容器に通風口を開けるための工具を備え、
前記容器の外壁面に前記通風口となる位置が示されている請求項４に記載のコンロセット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、農業系バイオマスを主原料とする固形燃料及び該固形燃料を備えるコンロセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
農業系バイオマスを原料とした固形燃料がある。例えば籾殻を原料とした固形燃料、籾殻にバインダーとして米糠を加えた固形燃料などがあり（例えば特許文献１参照）、籾殻を原料とした固形燃料は一部商品化されている。上記以外にもわら、おがくず、樹皮、建築廃材を原料した固形燃料などが提案されており、また固形燃料の製造方法についても種々の方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６５３９３号公報
【特許文献２】特許第４３１７２５５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで固形燃料に対する使用者の要求はさまざまである。例えば（１）燃焼時間は短くてもよいが燃焼温度が高い固形燃料がほしい、（２）燃焼温度は高くなくてもよいが燃焼時間の長いものがほしい、（３）非常時の燃料、例えば台風、水害等で電気、ガスが使用できなくなったような場合の燃料として簡単に使えるものがほしいなどである。
【０００５】
非常時の燃料の場合、着火性、運搬性、保存性、取扱い性に優れるものが好ましい。例えば、取扱い性に関しては、使用状況を考えれば鋸などを使用しなくても手で折ることができる点なども重要である。これまでの固形燃料は、使用者の要求、使用状況が十分に考慮、反映されているとは言い難く改善の余地がある。また従来の固形燃料の製造方法においても、燃焼温度、燃焼時間が制御された固形燃料等を製造する方法は開示されておらず開発が待たれている。
【０００６】
さらに台風、水害等で電気、ガスなどが使用できない非常時に適した、簡単に暖をとることができる装置、簡単な煮炊きができるコンロなどがあれば好ましい。このような装置、コンロは、非常時に使用するものであるからマッチだけあればすぐに使用できるものがよい。
【０００７】
本考案の目的は、農業系バイオマスを主原料とした使い勝手のよい固形燃料及び該固形燃料を備えるコンロセットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案は、農業系バイオマスを主原料とし加熱圧縮成形された固形燃料であって、主原料が籾殻と燻炭及び／又は米糠であり、筒状又は棒状に成形された固形燃料である。
【０００９】
本考案の固形燃料は、３点曲げ試験における曲げ強度が３０〜１２０Ｎであるのが好ましい。
【００１０】
本考案の固形燃料は、前記籾殻、前記燻炭及び／又は前記米糠の重量比が、前記籾殻１００重量部に対して、前記燻炭６〜１０重量部、前記米糠５〜１２重量部であるのが好ましい。
【００１１】
本考案は、前記固形燃料と、着火剤と、前記固形燃料及び前記着火剤を収納する金属製の容器と、を有し、前記容器がコンロとして使用可能なコンロセットである。
【００１２】
本考案のコンロセットは、さらに前記容器に通風口を開けるための工具を備え、前記容器の外壁面に前記通風口となる位置が示されているのが好ましい。
【考案の効果】
【００１３】
本考案によれば、農業系バイオマスを主原料とした使い勝手のよい固形燃料及び該固形燃料を備えるコンロセットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案のコンロセット１の構成を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
本考案の固形燃料は、籾殻と燻炭と米糠とを主原料とし、加熱下で筒状又は棒状に圧縮成形されてなる。燻炭には、籾殻燻炭、そば殻燻炭、それら混合物を使用することができる。籾殻、籾殻燻炭、そば殻燻炭、米糠は、農業系バイオマス、未利用バイオマスに属するものであり、これらの有効利用が図れる。本考案の固形燃料は、籾殻と燻炭又は籾殻と米糠とを主原料とし、加熱下で筒状又は棒状に圧縮成形してもよい。
【００１６】
固形燃料の主原料である籾殻、燻炭及び米糠の混合割合（配合割合）は、固形燃料の成形性及び燃焼特性に大きく影響する。籾殻、燻炭及び米糠の混合割合を、籾殻１００重量部に対して燻炭６〜１０重量部、前記米糠５〜１２重量部とすることで成形性が安定し、燃焼特性に優れる筒状又は棒状の固形燃料を安定的に製造することができる。籾殻と燻炭とを主原料とした固形燃料の場合、籾殻１００重量部に対して燻炭６〜１０重量部とし、また籾殻と米糠とを主原料とした固形燃料の場合、籾殻１００重量部に対して米糠５〜１２重量部とするのがよい。これにより成形性が安定し、燃焼特性に優れる筒状又は棒状の固形燃料を安定的に製造することができる。
【００１７】
籾殻、燻炭及び米糠の混合割合は、燻炭の混合割合を多くするほど燃焼時間が長くなる。また米糠の混合割合を多くするほど燃焼時の最高到達温度が高くなる。つまり籾殻に対する燻炭または米糠の添加量（配合割合）を制御することで、燃焼特性を制御した固形燃料を得ることができる。
【００１８】
固形燃料は、形状を筒状又は棒状とすることで運搬、保管などが容易となる。このために固形燃料は、筒形状又は棒形状を保持できる強度を有することが必要である。固形燃料の強度は、筒形状又は棒形状を保持できれば特に限定されるものではないが、取り扱い性を考えれば手で折ることができる程度のものが好ましい。筒形状又は棒形状の固形燃料の場合、形状を保持し手で折ることができる程度の強度は、支点間距離を３００ｍｍ、速度１ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定した３点曲げ試験における強度が３０〜１２０Ｎである。
【００１９】
固形燃料の大きさは特に限定されるものではないが、長さが３００〜４００ｍｍ程度、外径が３０〜５０ｍｍのものが使い易い。
【００２０】
本考案の固形燃料の製造方法を説明する。但し、本考案の固形燃料の製造方法は、ここに示す方法に限定されるものではない。製造装置には加熱、圧縮が可能で筒状又は棒状の固形燃料が成形可能なグラインドミル、押出成形機、横型２軸混錬装置、横型１軸混錬装置、横型２軸混合装置、横型１軸混合装置などを使用することができる。ここに記載の製造装置は、基本的に連続製造が可能であり、また原料への剪断力の付加、すり潰し効果が期待できる。
【００２１】
固形燃料の製造の第１工程は、原料の準備工程である。準備工程では、所定の割合の籾殻、燻炭及び米糠を混合装置を用いて混合する。混合装置は、特に限定されるものではなく、紛粒体の混合に使用される公知の混合装置を使用することができる。個別に供給可能で横型２軸混合装置など製造装置内で十分に混合される装置を使用する場合には、事前のブレンドは不要である。
【００２２】
さらに原料の準備工程では、原料の含水率を所定値以下に乾燥し又は原料の含水率が所定値以下であることを確認する。原料の含水率は、成形性に影響を与えるのでできるだけ小さい方が好ましい。製造装置にグラインドミルを用いた場合、原料の含水率が１２％を超えると得られた固形燃料にねじれ、ひび割れが生じ脆いものとなった。製造装置にグラインドミルを使用する場合、成形性、形状保持性の点から原料の含水率は１２％以下がよく、８％以下が好ましい。
【００２３】
固形燃料の製造の第２工程は、製造装置による固形燃料の成形工程である。成形工程では、成形温度（加熱温度，製造温度）が重要であり、成形温度は成形性、形状保持性に影響を与える。成形性、形状保持性は、成形温度のみならず原料組成によっても異なるため、原料組成に応じ適切な温度で成形するのがよい。製造装置にグラインドミルを用いた場合、成形温度が２５０℃以下ではグラインドミルの負荷が大きく、３００℃を超えると成形品に捻じれ、膨らみ、割れができ好ましくない。原料の配合割合、原料の含水率を考慮すれば製造温度は２５０℃以上３００℃未満が好ましい。
【００２４】
以上からなる本考案の固形燃料は、十分な熱量を保有するとともに、原料の配合割合を制御することで燃焼時間、燃焼温度など燃焼特性を制御することもできるため用途に応じた固形燃料を提供できる。さらに本考案の固形燃料は、形状保持が可能でかつ手で折ることができる強度に設定することも可能であり。さらに本考案の固形燃料は、撥水性を有するため長期保管が可能となり非常時の燃料として好適である。また本考案の固形燃料は、籾殻、燻炭及び／又は米糠の有効利用にもつながる。
【００２５】
さらに本考案の固形燃料は、主原料が籾殻と燻炭及び／又は米糠とからなるため燃やした後の灰は、土に混ぜると土をふかふかにし作物によい影響を与える土壌菌が育ちやすくなる。またこの灰は、水に溶けるとアルカリ性になるため土壌を中性からアルカリ性にする効果もある。このように本考案の固形燃料は、燃焼後の灰を有効利用することもできる。
【００２６】
次に本考案のコンロセットについて説明する。図１は、本考案のコンロセット１の構成を示す図である。
【００２７】
本考案のコンロセット１は、先に記載した本考案の固形燃料１１と、着火剤２１と、固形燃料１１及び着火剤２１を収納する容器３１とからなる。本考案のコンロセット１は、さらに容器３１に通風口を開けるための工具４１を含み、固形燃料１１及び着火剤２１とともに工具４１が容器３１内に収容されてなるものが好ましい。さらに金網５１、手袋（軍手）６１を備えるものがより好ましい。
【００２８】
着火剤２１は、前記固形燃料１１を製造する過程で発生する固形燃料１１の欠片、粉、を原料とし、これにパラフィンを加え固めた固形の着火剤である。より詳細には、固形燃料１１の欠片、粉を混合しこれを容器に入れ、ここに加温し溶融させたパラフィンを加え、プレス機で圧縮成形したものである。着火剤２１の大きさは特に限定されるものではないが、マッチ箱程度の大きさのものが好ましい。
【００２９】
着火剤２１の原料は、固形燃料１１の欠片、粉以外に、固形燃料１１、特に固形燃料１１の不良品を破砕、粉砕したものを使用してもよい。固形燃料１１の欠片、粉と固形燃料１１を破砕、粉砕したものとを混合したものを原料としてもよい。また必要に応じて籾殻、燻炭、米糠を混ぜてもよい。
【００３０】
着火剤２１は、マッチ、ライターなどの着火具で簡単に着火でき、固形燃料１１に燃え移るように燃焼するものであればよい。着火剤２１の原料は、固形燃料１１に由来するものでなくてもよいが、製造する過程で発生する固形燃料１１の欠片、粉、固形燃料１１の不良品を破砕、粉砕したものを使用すれば廃棄物の有効利用となり好ましい。
【００３１】
着火剤２１は、１つの着火剤２１で複数の固形燃料１１に着火できるように広がりをもって燃えるものが好ましい。このため着火剤２１は、ロウソクで見られるような芯を備えていない。前記固形燃料１１を製造する過程で発生する固形燃料１１の欠片、粉を原料とし、これにパラフィンを加え固めた板状の着火剤２１は、表面に凹凸ができ易い。このため表面積が広く、火が広がり易い。また着火剤２１は、固形燃料１１の欠片、粉がパラフィンで結合されて成形されているため、燃焼の過程で熱が加わりパラフィンが溶融すると結合が崩れ燃焼範囲が横に広がる。このため複数の固形燃料１１に火が燃え移り易い。
【００３２】
容器３１は、天板取り外し式の金属製の１８リットル缶であり、いわゆる蓋付きの一斗缶である。容器３１は、蓋付きの金属製のペール缶でもよい。容器３１は、複数本の固形燃料１１等を収容し保管する。固形燃料１１は、プラスチック製の袋４５に充填されたものを容器３１に入れてもよい。天板取り外し式の金属製の１８リットル缶は、固形燃料１１の長期保管に好適であり、また積み重ねることができるので多くの固形燃料１１を保管する場合でも保管場所が広くならない。
【００３３】
また容器３１は、コンロとしても使用可能である。本実施形態のコンロセット１においては、容器本体３２の下部外壁面３３に通風口の位置３４が明示されている。通風口として明示された箇所３４を付属の工具４１で開けることで容器３１をコンロとして使用することができる。付属の工具４１で蓋３５に穴をあけ、これを容器本体３２に被せて使用してもよい。このように穴開きの蓋３５を被せて使用すれば、容器３１が変形し難く好ましい。また金網の代用となる。
【００３４】
容器本体３２に設ける通風口は、複数個の穴で構成されていても、大きめの矩形の通風口を１つ設けてもよい。また通風口は、複数個の小さい穴と大きめの矩形の通風口とで構成されていてもよい。
【００３５】
工具４１は、容器本体３２に通風口を開口するためのものであり、例えば先端の尖った金属製の棒である。矩形の通風口を設ける場合には、工具４１としてカッター、小刀を準備すればよい。
【００３６】
コンロセット１を使用する際は、内部の収納物をすべて取り出した後、工具４１を用いて容器本体３２に通風口を開ける。1〜２本の固形燃料１１を手で折り小さくした固形燃料１１を準備する。容器本体３２内に着火剤２１を置き、これに小さくした固形燃料１１を被せ、着火剤２１に火を付ける。固形燃料１１に火が移ったら適宜固形燃料１１を追加投入すればよい。必要に応じて穴をあけた蓋３５、金網５１を被せて使用する。
【００３７】
本考案のコンロセット１は、長期保管も可能であり、また容器３１をコンロとして使用することができるため台風、水害等で電気、ガスなどが使用できないなど非常時にも好適に使用することができる。特に固形燃料１１は、十分な熱量を保有し、さらに手で折ることができる強度に設定されているので非常時の燃料として好ましい。
【実施例】
【００３８】
固形燃料を以下の要領で製造し、得られた固形燃料の成形性、燃焼特性、曲げ強度を測定し固形燃料の評価を行った。固形燃料の製造装置には、株式会社トロムソのグラインドミルを使用した。
【００３９】
固形燃料の製造（実施例１）
籾殻５．０ｋｇと籾殻燻炭０．４ｋｇと米糠０．３ｋｇとをコンクリートミキサーを用いて十分に混合し原料を得た。原料の含水率をおがくず用水分計（ハイガー産業株式会社ＴＫ１００Ｗ）で測定したところ８％以下であった。原料をグラインドミルに供給し、加熱圧縮成形した。製造速度は、原料ベースで９０ｋｇ／ｈである。グラインドミルから連続成形される成形物は、外形５０ｍｍ、内径２０ｍｍの筒状であり、所定の長さで切断し固形燃料を得た。成形温度は２５０、２６０、２８０、３００℃の４点で行った。
【００４０】
固形燃料の製造（実施例２，３、参考例１、比較例１）
実施例１と同じ要領で、原料の配合割合及び成形温度を変更し固形燃料を製造した。表１に原料の配合割合及び成形温度を示した。
【００４１】
固形燃料の評価−成形性
上記要領で得られた固形燃料を目視で確認し、成形性を評価した。
【００４２】
固形燃料の評価−燃焼試験
煉炭コンロ（鍵主工業製  直径２３０φ，高さ２７０ｍｍ）に上記要領で得られた固形燃料を３本（長さ１００ｍｍ）入れ、煉炭コンロの通風口を全開状態で燃やし、燃焼開始時から燃焼温度が最高温度に到達し、その後温度が１２０℃に低下するまでの温度を１分間隔で測定した。温度測定には熱電対を使用した。
【００４３】
燃焼開始後、燃焼温度が１２０℃に達した時点をスタートとし、最高温度に達するまでの時間（最高温度到達時間）、最高温度到達時から燃焼温度が１２０℃に降下するまでの時間、燃焼温度が１２０℃以上の時間（１２０℃から１２０℃までの時間：１２０℃以上燃焼時間）を算出した。最高温度到達時間は、固形燃料の着火性を示し、この時間が短いものほど着火性・燃焼性が良いといえる。
【００４４】
固形燃料の評価−曲げ強度
３点曲げ試験により曲げ強度を測定した。支点間距離は３００ｍｍ、速度は１ｍｍ／ｍｉｎである。試験片は、実施例１〜３、参考例１及び比較例１それぞれにおいて成形性に優れる条件で製造した固形燃料を用い、それぞれ３回（３試験片）実施した。
【００４５】
実施例１の固形燃料の評価
実施例１の固形燃料は、籾殻と籾殻燻炭と米糠とを主原料とする固形燃料であり、成形温度２５０℃で形状が安定した。一方、温度２６０℃、２８０℃、３００℃で製造されたものは、ねじれており、またひび割れも多かった。実施例１の固形燃料は、燃焼試験の結果、温度２５０℃で製造された固形燃料が最高燃焼温度を示し、最高温度は６６７．２℃であった。温度２５０℃で製造された固形燃料の１２０℃以上燃焼時間は１６２ｍｉｎ、最高温度到達時間は１９ｍｉｎであった。また温度２５０℃で製造された固形燃料の曲げ強度は７２．７〜１１３．０Ｎ、平均値が８９．９Ｎであり、手で折ることができた。
【００４６】
実施例２の固形燃料の評価
実施例２の固形燃料は、籾殻と米糠とを主原料とする固形燃料であり、成形温度３００℃で形状が安定した。一方、温度２５０℃、２６０℃、２８０℃で製造されたものは、ねじれており、またひび割れも多かった。実施例２の固形燃料は、燃焼試験の結果、成形温度（製造温度）に比例して最高燃焼温度が上昇し、成形温度３００℃で製造された固形燃料の最高温度は６８９．５℃であった。成形温度３００℃で製造された固形燃料の１２０℃以上燃焼時間は１１０ｍｉｎ、最高温度到達時間は１１ｍｉｎ、曲げ強度は６８．０〜１００．２Ｎ、平均値が８１．１Ｎであり、手で折ることができた。
【００４７】
実施例３の固形燃料の評価
実施例３の固形燃料は、実施例１と同様に籾殻と籾殻燻炭と米糠とを主原料とする固形燃料である。成形温度２５０〜２６０℃で形状が安定した固形燃料が得られた。一方、温度２８０℃、３００℃で製造されたものは、ねじれており、またひび割れも多かった。実施例３の固形燃料は、成形温度（製造温度）に比例して最高燃焼温度が上昇し、成形温度３００℃で製造された固形燃料の最高温度は６４９．３℃であった。温度２５０℃で製造された固形燃料の最高温度は６２０．９℃、温度２６０℃で製造された固形燃料の最高温度は６３９．７℃であった。成形温度２５０℃で製造された固形燃料の１２０℃以上燃焼時間は１７１ｍｉｎ、最高温度到達時間は２５ｍｉｎであった。成形温度２５０℃で製造された固形燃料の曲げ強度は３４．１〜１０３．２Ｎ、平均値が６３．８Ｎであり、手で折ることができた。
【００４８】
参考例１の固形燃料の評価
参考例１の固形燃料は、籾殻と籾殻燻炭とを主原料とする固形燃料であり、籾殻１００重量部に対する籾殻燻炭の配合割合は２０重量部である。参考例１の固形燃料は、成形温度２５０〜３００℃の範囲で形状が安定した固形燃料が得られた。一方、成形温度によらず燃焼特性にばらつきが大きく個体差がみられた。参考例１の固形燃料は、燃焼試験の結果、温度２５０℃で製造された固形燃料が最高燃焼温度を示し、最高温度は６４６．４℃であった。成形温度２５０℃で製造された固形燃料の１２０℃以上燃焼時間は１７５ｍｉｎ、最高燃焼温度到達時間は２２ｍｉｎであった。また成形温度２５０℃で製造された固形燃料の曲げ強度は１９９．９〜２７７．３Ｎ、平均値が２２６．６Ｎであり、手で折ることはできなかった。
【００４９】
比較例１の固形燃料の評価
比較例１の固形燃料は、籾殻のみからなる固形燃料であり、成形温度２６０℃で形状が安定した。比較例１の固形燃料は、燃焼試験の結果、温度２６０℃で製造された固形燃料が最高燃焼温度を示し、最高温度は６１７．９℃であった。温度２６０℃で製造された固形燃料の１２０℃以上燃焼時間は１３６ｍｉｎ、最高温度到達時間は１６ｍｉｎであった。また温度２６０℃で製造された固形燃料の曲げ強度は１２７．６〜１４２．８Ｎ、平均値が１３３．６Ｎであり、手で折ることはできなかった。
【００５０】
実施例１〜３、参考例１、比較例１の固形燃料の評価
表１に燃焼試験結果等を示した。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
本考案の固形燃料（実施例１〜３、参考例１）と籾殻のみで製造した固形燃料（比較例１）との燃焼特性を比較すると、本考案の固形燃料は、籾殻のみの固形燃料に比較して最高到達温度がいずれも高い。特に原料として糠を含む実施例１及び実施例２の固形燃料は、籾殻のみの固形燃料に比較して最高到達温度が約５０〜７２℃高い。また原料に燻炭を含む実施例１及び実施例３、参考例１の固形燃料の１２０℃以上燃焼時間は、籾殻のみの固形燃料の１２０℃以上燃焼時間の約１．２〜１．3倍である。
【００５３】
本考案の固形燃料（実施例１〜３）と籾殻のみで製造した固形燃料（比較例１）との曲げ強度を比較すると、前者の曲げ強度は後者の曲げ強度の約０．５〜０．６７倍である。
【００５４】
本考案の固形燃料を原料組成の観点からみると、基本的には糠を添加することで燃焼温度が上昇するが、糠の含有量が多いほど形状保持が難しくなり、成形温度を適切に設定する必要がある。また燻炭を添加することで燃焼時間が長くなるが、燻炭の含有量が多くなり過ぎると着火性が低下する。以上より籾殻１００重量部に対して燻炭６〜１０重量部、米糠５〜１２重量部とすることが好ましい。
【００５５】
本考案に係る固形燃料及びコンロセットは、上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で変更することができる。また当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更及び修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更及び修正は、請求の範囲から定まる考案の範囲内のものと解釈される。
【符号の説明】
【００５６】
１コンロセット
１１  固形燃料
２１  着火剤
３１  容器
３２  容器本体
３３  下部外壁面
３４  通風口の位置
３５  蓋
４１  工具
４５  袋
５１  金網
６１  手袋（軍手）
【図１】
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